在特朗普政府的支持下,凱羅斯動(dòng)力(Kairos Power)等企業(yè)正著手建造新型核反應(yīng)堆,然而這些項(xiàng)目能否成功,目前尚無(wú)定論。
一名頭戴照明燈的工人,正從一個(gè)巨大的金屬圓筒底部抬頭望去。凱羅斯動(dòng)力公司正在研發(fā)一款新型核反應(yīng)堆,其諸多零部件均在新墨西哥州阿爾伯克基的一處生產(chǎn)基地制造。
作者:伊萬(wàn)?佩恩
田納西州的橡樹(shù)嶺曾是曼哈頓計(jì)劃的誕生地,如今,這片被林木繁茂的山谷與連綿丘陵環(huán)繞的土地,或許很快將再度書(shū)寫(xiě)核能領(lǐng)域的新篇章。
這里正澆筑著混凝土地基,為一批被稱(chēng)為小型模塊化反應(yīng)堆的設(shè)施奠基 —— 這類(lèi)反應(yīng)堆有望成為核能領(lǐng)域的全新標(biāo)桿。主導(dǎo)該項(xiàng)目的凱羅斯動(dòng)力公司已對(duì)相關(guān)技術(shù)研發(fā)近十年,目前工程建設(shè)正全面推進(jìn)。
多家企業(yè)正爭(zhēng)相研發(fā)新型反應(yīng)堆。專(zhuān)家表示,假以時(shí)日,這類(lèi)反應(yīng)堆的成本或?qū)⒌陀谘赜脭?shù)十年的大型核電站。企業(yè)高管與政府官員均稱(chēng),全球正迎來(lái)新的核能時(shí)代曙光,核能將提供低成本電力,滿(mǎn)足人工智能技術(shù)對(duì)海量電力的迫切需求。
這類(lèi)新型反應(yīng)堆的核心設(shè)計(jì)思路,是縮小核反應(yīng)容器的體積 —— 核反應(yīng)在容器內(nèi)加熱介質(zhì)產(chǎn)生蒸汽,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。研發(fā)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,相比需要大批高級(jí)技術(shù)工人搭建的傳統(tǒng)反應(yīng)堆,小型反應(yīng)堆的組件更適合規(guī)?;慨a(chǎn),且組裝流程更為簡(jiǎn)便。
長(zhǎng)期以來(lái),核電項(xiàng)目的推進(jìn)一直困難重重。美國(guó)目前運(yùn)行的核電站,幾乎全部都是數(shù)十年前投運(yùn)的,其中大部分甚至早于比爾?克林頓執(zhí)政時(shí)期。近幾十年來(lái),高昂的成本、漫長(zhǎng)的工期延誤,再加上公眾對(duì)安全問(wèn)題的擔(dān)憂(yōu),嚴(yán)重制約了核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
“我認(rèn)為很多人都認(rèn)可核能的價(jià)值,但仍對(duì)其落地可行性心存疑慮。” 總部位于舊金山灣區(qū)的凱羅斯動(dòng)力聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官邁克?勞弗表示,“企業(yè)信譽(yù)來(lái)之不易,卻可能在轉(zhuǎn)瞬之間崩塌?!?/p>
美國(guó)擁有的核反應(yīng)堆數(shù)量位居全球之首,但在新建反應(yīng)堆方面卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。過(guò)去十年間,中國(guó)新建了 30 余座核反應(yīng)堆,而美國(guó)僅落成兩座。這兩座核電站位于佐治亞州奧古斯塔附近的阿爾文?W?沃格特勒發(fā)電站,不僅工期延誤數(shù)年,造價(jià)更是高達(dá) 350 億美元 —— 約為最初預(yù)算的三倍。
特朗普總統(tǒng)希望將新型反應(yīng)堆建設(shè),打造成其任期內(nèi)的標(biāo)志性政績(jī)。美國(guó)能源部已為新型反應(yīng)堆技術(shù)提供 8 億美元資金支持,并為賓夕法尼亞州三哩島核電站的重啟項(xiàng)目提供 10 億美元貸款擔(dān)保。據(jù)悉,政府還計(jì)劃追加數(shù)十億美元的扶持資金。
一座沉寂的核電站冷卻塔矗立在賓夕法尼亞州三哩島。美國(guó)能源部已為該核電站的重啟提供 10 億美元貸款擔(dān)保。特朗普家族旗下的社交媒體公司也跨界涉足核能領(lǐng)域。2025 年 12 月,特朗普媒體與科技集團(tuán)宣布,計(jì)劃與核聚變企業(yè) TAE 技術(shù)公司合并。能源專(zhuān)家指出,核聚變發(fā)電技術(shù)與目前所有核電站采用的核裂變技術(shù)截然不同,且該技術(shù)的成熟可能還需要數(shù)十年時(shí)間。
近日,特朗普政府的能源部長(zhǎng)克里斯?賴(lài)特到訪(fǎng)愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室時(shí)表示,監(jiān)管壁壘是阻礙核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。他稱(chēng),近 50 年前美國(guó)核管理委員會(huì)的成立,催生了繁瑣的官僚主義流程。
“自該機(jī)構(gòu)成立以來(lái),美國(guó)僅批準(zhǔn)建造并投運(yùn)了兩座核反應(yīng)堆?!?賴(lài)特說(shuō)。
不過(guò),部分專(zhuān)家認(rèn)為,核心問(wèn)題在于核電行業(yè)自身始終難以?xún)冬F(xiàn)承諾。他們指出,先進(jìn)反應(yīng)堆面臨的挑戰(zhàn)更為嚴(yán)峻:一方面,這類(lèi)反應(yīng)堆屬于創(chuàng)新設(shè)計(jì);另一方面,部分反應(yīng)堆需要使用新型鈾燃料,而行業(yè)對(duì)這類(lèi)燃料的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)十分有限。
此外,新建反應(yīng)堆還需要巨額資金投入和聯(lián)邦政府的持續(xù)援助。雖然當(dāng)前兩黨對(duì)核能發(fā)展均持積極態(tài)度,資金問(wèn)題或許暫時(shí)無(wú)憂(yōu),但一旦行業(yè)再次出現(xiàn)失誤,這份支持很可能會(huì)煙消云散。
“核能又一次成了光鮮亮麗卻華而不實(shí)的噱頭?!?美國(guó)核管理委員會(huì)前委員、長(zhǎng)期批評(píng)新型反應(yīng)堆高成本與工期延誤問(wèn)題的彼得?布拉德福德表示。他補(bǔ)充道,一款新型反應(yīng)堆設(shè)計(jì)若想成功,必須具備與其他能源類(lèi)型競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力,“而核能行業(yè)始終未能做到這一點(diǎn)”。
降本競(jìng)速賽
九年前,凱羅斯動(dòng)力的三位創(chuàng)始人開(kāi)啟了反應(yīng)堆設(shè)計(jì)研發(fā)之路,將希望寄托于一種全新技術(shù)路線(xiàn)。三人皆畢業(yè)于加州大學(xué)伯克利分校,主修核工程與機(jī)械工程專(zhuān)業(yè) —— 而曼哈頓計(jì)劃的領(lǐng)導(dǎo)者 J?羅伯特?奧本海默,曾是這所大學(xué)的教授。
凱羅斯動(dòng)力高管表示,公司選擇分階段對(duì)核電站的研發(fā)進(jìn)程進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,而非采用行業(yè)內(nèi)更常見(jiàn)的模式:先完成整體設(shè)計(jì)與建造,再寄望于一切順利。
與傳統(tǒng)核電站不同,凱羅斯動(dòng)力的反應(yīng)堆摒棄了由混凝土和金屬建造的大型穹頂建筑,也不會(huì)有蒸汽從高聳的水塔中滾滾排出。這款反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)并非水,而是熔鹽。
凱羅斯動(dòng)力的反應(yīng)堆高度略超 32 英尺。其完整的商業(yè)設(shè)計(jì)方案包含兩座反應(yīng)堆建筑與一臺(tái)渦輪機(jī),整體占地面積為 60 英畝。
這家擁有 540 名全職員工的公司,自主完成反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)與零部件生產(chǎn),其中大部分零部件的制造工作都在阿爾伯克基進(jìn)行 —— 該地距離曼哈頓計(jì)劃的最終總部洛斯阿拉莫斯約 60 英里。
勞弗表示,核電項(xiàng)目長(zhǎng)期受制于高昂成本,以及 “首創(chuàng)型” 項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中面臨的重重困難,“而近年來(lái)的行業(yè)實(shí)踐,更是印證了這一點(diǎn)”。
凱羅斯動(dòng)力位于阿爾伯克基的生產(chǎn)基地,各項(xiàng)生產(chǎn)工作正在有序開(kāi)展。
曾被寄予厚望、有望率先建成小型反應(yīng)堆的努斯凱爾(NuScale)公司,于 2023 年 11 月被迫取消了位于愛(ài)達(dá)荷州的項(xiàng)目。原因是多家公用事業(yè)公司因成本飆升,紛紛退出購(gòu)電協(xié)議。
目前,該公司正通過(guò)與電廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)商兼開(kāi)發(fā)商恩垂 1 能源公司(ENTRA1 Energy)合作,推進(jìn)技術(shù)研發(fā)。2025 年 9 月,兩家公司與聯(lián)邦政府旗下的田納西河流域管理局聯(lián)合宣布,計(jì)劃合作開(kāi)發(fā)核反應(yīng)堆。努斯凱爾公司稱(chēng),首批反應(yīng)堆機(jī)組將建于橡樹(shù)嶺,預(yù)計(jì) 2030 年實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。
其他企業(yè)也在競(jìng)相布局類(lèi)似項(xiàng)目。
通用電氣能源集團(tuán)日立核能公司(GE Vernova Hitachi Nuclear Energy)計(jì)劃在安大略省啟動(dòng)多座小型反應(yīng)堆的建設(shè)工作。比爾?蓋茨投資的泰拉能源公司(TerraPower)正在懷俄明州建造一座反應(yīng)堆。
初創(chuàng)企業(yè)雷迪恩特公司(Radiant)表示,計(jì)劃于 2026 年建造一臺(tái)便攜式微型反應(yīng)堆,其發(fā)電量足以滿(mǎn)足 1000 戶(hù)家庭的用電需求。這類(lèi)裝置主要用于特殊場(chǎng)景,例如為數(shù)據(jù)中心或軍方供電。
“如果用電場(chǎng)景無(wú)需接入電網(wǎng),那么我們的技術(shù)將是絕佳選擇。” 該公司發(fā)言人雷?沃特表示。
與凱羅斯動(dòng)力一樣,雷迪恩特公司也計(jì)劃將反應(yīng)堆的生產(chǎn)基地設(shè)于橡樹(shù)嶺 —— 這里坐落著美國(guó)能源部下屬 17 個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之一的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。
強(qiáng)力資本加持與新型燃料
凱羅斯動(dòng)力在橡樹(shù)嶺的測(cè)試反應(yīng)堆項(xiàng)目預(yù)計(jì)于 2028 年竣工;具備發(fā)電能力的示范機(jī)組,則計(jì)劃在 2030 年建成。該公司已與谷歌簽訂協(xié)議,承諾到 2035 年為其提供 500 兆瓦的電力容量 —— 這一規(guī)模約相當(dāng)于一座常規(guī)大型核電站裝機(jī)容量的一半。
谷歌的入局或?qū)a(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。如今,布局人工智能領(lǐng)域的科技企業(yè)手握雄厚資本與強(qiáng)勁投資意愿,這與 21 世紀(jì)初的行業(yè)環(huán)境截然不同 —— 彼時(shí),工期延誤與成本飛漲的問(wèn)題,曾致使一輪核能復(fù)興的愿景化為泡影。
凱羅斯動(dòng)力拒絕透露其核電站的造價(jià)。但非營(yíng)利性研究機(jī)構(gòu)能源經(jīng)濟(jì)與金融分析研究所 2023 年的評(píng)估顯示,努斯凱爾公司取消的愛(ài)達(dá)荷州項(xiàng)目(規(guī)模與凱羅斯動(dòng)力的在建項(xiàng)目大致相當(dāng)),造價(jià)約為 93 億美元。
馬薩諸塞州貝爾蒙特市施利塞爾技術(shù)咨詢(xún)公司總裁、該研究所這份分析報(bào)告的作者戴維?施利塞爾表示,自 2023 年以來(lái),小型模塊化反應(yīng)堆的建造成本很可能進(jìn)一步攀升,原因是當(dāng)前各類(lèi)成本均出現(xiàn)上漲,包括混凝土材料與建筑工人薪資?!叭缃竦某杀经h(huán)境已經(jīng)截然不同?!?他說(shuō)。
努斯凱爾公司則反駁稱(chēng),該研究所 2023 年的成本估算過(guò)高,其當(dāng)前的項(xiàng)目成本已具備與其他電力項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。
小型反應(yīng)堆的成本估算難度較大,原因在于這類(lèi)技術(shù)涉及諸多創(chuàng)新之處,燃料便是其中之一。
凱羅斯動(dòng)力等企業(yè)建造的反應(yīng)堆,將采用一種名為 ** 全陶瓷包覆顆粒燃料(TRISO)** 的新型燃料,該燃料由美國(guó)能源部研發(fā)而成。全陶瓷包覆顆粒燃料的核心是富集鈾顆粒,外部包裹著多層碳與陶瓷材料。
數(shù)千顆罌粟籽大小的燃料顆粒被嵌入石墨基體中,制成高爾夫球大小的燃料球。研發(fā)方稱(chēng),當(dāng)鈾燃料發(fā)生裂變并釋放熱量時(shí),全陶瓷包覆顆粒燃料的外殼能夠?qū)⒎派湫晕镔|(zhì)牢牢封存。憑借燃料自帶的包容系統(tǒng)與熔鹽冷卻劑,這類(lèi)反應(yīng)堆無(wú)需像傳統(tǒng)核電站那樣,建造造價(jià)高昂的加固型安全殼建筑。
但部分科學(xué)家對(duì)新型燃料能否徹底消除安全隱患持懷疑態(tài)度。憂(yōu)思科學(xué)家聯(lián)盟核能安全項(xiàng)目主任、物理學(xué)家埃德溫?萊曼表示,全陶瓷包覆顆粒燃料可能產(chǎn)生極高的溫度,因此仍需配套建設(shè)安全殼建筑。
“在我看來(lái),業(yè)界對(duì)全陶瓷包覆顆粒燃料的吹捧過(guò)于夸大其詞?!?萊曼說(shuō),“這無(wú)異于在美國(guó)民眾身上開(kāi)展一場(chǎng)極度危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)。”
不過(guò),也有專(zhuān)家對(duì)新型燃料與反應(yīng)堆設(shè)計(jì)持相對(duì)樂(lè)觀的態(tài)度。
J?羅伯特?奧本海默的孫子查爾斯?奧本海默,是核能項(xiàng)目開(kāi)發(fā)企業(yè)奧本海默能源公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官。他透露,自己正在洽談?chuàng)文峡_來(lái)納州 VC 薩默核電站項(xiàng)目顧問(wèn)一事。這座采用傳統(tǒng)技術(shù)路線(xiàn)的大型核電站,曾在耗資 90 億美元后于 2017 年宣告停工。
查爾斯?奧本海默并未參與凱羅斯動(dòng)力的項(xiàng)目,但他對(duì)該項(xiàng)目的前景抱有期待。“這家公司的執(zhí)行能力很強(qiáng),” 他評(píng)價(jià)道,“其他一些聲勢(shì)浩大的企業(yè),實(shí)際建設(shè)進(jìn)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。在核能領(lǐng)域,項(xiàng)目未投入運(yùn)行之前,一切都是空談?!?/p>